[发明专利]一种X射线超快检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种X射线超快检测装置及方法，以解决真空条纹相机、真空分幅相机等X射线超快诊断设备体积大，成本高，且控制较为复杂；超快半导体二极管无法实现亚皮秒乃至飞秒量级的X射线超快检测的问题。该装置包括激光器、波长转换机构、时域放大机构、光电探测器、读出电路。激光器发出的测试激光传输至波长转换机构，波长转换机构将待测的X射线脉冲信号时域信息传递给测试激光，再将携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光传输至时域放大机构，时域放大机构对携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光进行时域展宽后，输出至光电探测器，光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并通过读出电路显示。

技术领域

本发明涉及一种X射线超快检测装置及方法。

背景技术

目前，国内外对X射线的检测，特别是针对皮秒、飞秒等短脉冲X射线信号的超快检测，通常是采用真空条纹相机、真空分幅相机等超快诊断设备进行检测。该类设备主要是利用光电阴极将X射线脉冲信号转换为电子发射信号，然后对电子发射信号进行快速扫描，从而实现对X射线脉冲信号的超快检测。上述方法中涉及真空装置及空间电子偏转控制，使得整个设备体积较大，成本较高，且控制装置较为复杂。

此外，采用传统的半导体X射线探测器进行检测，主要是利用超快半导体二极管对入射X射线脉冲信号进行检测，受限于半导体探测器的时间响应及读出电路的采样带宽，目前仅能实现几十皮秒量级的X射线超快检测，无法实现亚皮秒乃至飞秒量级的X射线超快检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种X射线超快检测装置及方法，以解决现有技术中存在的真空条纹相机、真空分幅相机等X射线超快诊断设备涉及真空装置及空间电子偏转控制，使得整个设备体积较大，成本较高，且控制较为复杂；超快半导体二极管受限于半导体探测器的时间响应及读出电路的采样带宽，无法实现亚皮秒乃至飞秒量级的X射线超快检测的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种X射线超快检测装置，其特殊之处在于：

包括激光器、波长转换机构、时域放大机构、光电探测器、读出电路；

所述激光器发出的测试激光传输至波长转换机构；

所述波长转换机构将待测的X射线脉冲信号时域信息传递给测试激光，再将携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光传输至时域放大机构；

所述时域放大机构对携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光进行时域展宽后，输出至光电探测器；

所述光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并通过读出电路显示。

进一步地，所述波长转换机构为半导体干涉式X射线波长转换机构。

进一步地，所述半导体干涉式X射线波长转换机构包括耦合透镜、半导体波长转换芯片；

所述半导体波长转换芯片一侧镀有半透半反膜，另一侧镀有全反射膜；

所述测试激光通过耦合透镜后，从半导体波长转换芯片镀有半透半反膜一侧射入，待测的X射线脉冲信号从半导体波长转换芯片镀有全反射膜一侧射入；

所述半导体波长转换芯片将待测的X射线脉冲信号时域信息传递给测试激光，再将携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光通过耦合透镜输出。

进一步地，所述激光器发出的测试激光通过复用型光纤光路传输至波长转换机构；

所述波长转换机构输出的携带有X射线脉冲信号时域信息的测试激光再通过复用型光纤光路传输至时域放大机构。

进一步地，所述时域放大机构包括第一偏振控制器、第一色散控制器、泵浦激光器、第二偏振控制器、第二色散控制器、合束器、四波混频器、滤波器、第三色散控制器；